Prospectiuni
Prospectiuni
En
Cercetare
Prospectiuni
„Servicii şi ecotehnologii inovative de mediu pentru managementul integrat al zonelor miniere şi bazinelor hidrografice (TIMMAR)'”

Proiect cuprins în cadrul programului PARTENERIATE ÎN DOMENII PRIORITARE, PCCA Tip 1, Direcţia de Cercetare: Mediu.
Neagoe A.a, Bandrabur G.b, Onete M.c, Jianu D.a, Orza R.a, Iordache V.a a Universitatea Bucuresti, Romania, Facultatea de Biologie si Facultatea de Geologie si Geofizica, b S. C. Prospecțiuni S. A., c Institutul de Biologie Bucuresti, Academia Romana, auroradaniela.neagoe@g.unibuc.ro

timmar.biogeochemistry.ro


Introducere. Obiectivele proiectului
TIMMAR a fost conceput ca un proiect interdisciplinar și transdisciplinar care să urmărească producerea de servicii inovatoare de mediu și ecotehnologii utile pentru gestionarea sistemelor socio-ecologice contaminate, ca urmare a activităților miniere. Creșterea durabilă a competitivității unei economii presupune păstrarea unui nivel optim de calitate și cantitate a capitalului natural. O problemă majoră nerezolvată este cuantificarea și gestionarea externalităților de mediu pozitive și negative, legate de activitățile industriale într-un mod care să fie compatibil cu managementul de rutină, bazat pe proceduri. Rezolvarea acestei probleme este o necesitate pentru a permite gestionarea integrată a mediului (de exemplu corelarea planurilor de management de mediu ale mai multor deținători de interese) în unități ale capitalului natural de scară mare, cum ar fi bazinele hidrografice. O piață estimată pentru serviciile de mediu, pentru evaluarea riscurilor și atenuarea / restaurarea zonelor miniere este de aproximativ 1 miliard de euro pentru România și cel puțin cu un ordin de mărime mai mare pentru Europa. În acest context, obiectivul nostru în proiectul TIMMAR a fost de a furniza servicii inovatoare de mediu și ecotehnologii pentru cuantificarea și gestionarea externalităților de mediu, pentru categorii majore de zone contaminate - iazuri de decantare. Serviciile inovatoare de mediu vizate în cadrul proiectului au fost: S1 Evaluarea cost-eficientă a stocurilor de metale și a formelor lor mineralogice în iazurile de decantare, S2 Prezicerea distribuției heterogenităților cu poluare mare în apele subterane din luncile inundabile din bazinele hidrografice contaminate, S3 Predicția heterogenităților cu poluare mare relevante pentru sănătatea populaţiei umane și a speciilor de plante din sol luncilor inundabile din bazinele hidrografice contaminate, S4 Optimizarea sistemului de monitoring integrat în naval de zonele miniere, S5 Asistență pentru integrarea planurilor organizaționale de management de mediu bazate pe externalități negative și pozitive între mai mulți deținători de interese din bazinele hidrografice contaminate. Ecotehnologia inovativă: Eco-tehnologie de remediere bazată pe o combinație de specii de plante native, inoculare bacteriană și fungică și metode subterane, în funcție de condiţiile geochimice, geomophological, și ecologice. Relațiile dintre companiile miniere și ceilalți deținători de interese din zonele miniere, datorate gestionării surselor de poluare, conduc la livrarea unor servicii ecosistemice sau a unor deservicii (disfuncționalități) într-o zonă hidrografică. Acest aspect poate fi abordat, în principiu, de un sistem de plăți pentru aceste servicii naturale, sau pentru deservicii (figura 1).

Managementul proiectului
A fost necesară adoptarea unei strategii de simplificare:
  • Au fost reduse zonele de studiu de la 4 la 2 (figura 2).
  • Au fost concentrate resursele asupra eco-tehnologiei de remediere și a primului serviciu, ambele fiind foarte relevante pentru partenerul economic privat care a cofinanțat proiectul.
  • Au fost inițiate activitățile pentru serviciile legate de organizațiile miniere care produc externalități negative și receptorii externităților negative situate la distanță, în bazinul hidrografic.



Figura 1

Cadrul conceptual pentru tranzacții, incluzând servicii ecosistemice într-un sistem socio-ecologic (Brouwer și colab. 2011). În cazul deserviciilor, se aplica principiul "poluatorul platește", iar furnizorul de deservicii platește deținatorilor de interese din aval. Ambele situații se pot aplica companiilor care lucreaza în zonele miniere.


Figura 2

Patru bazine hidrografice și iazuri de decantare propuse pentru investigare în faza inițială a proiectului. În faza de implementare ne-am limitat la două zone, Certej-Mealu și răzești (imagini în partea de jos).

Rezultate
Structura generală a unui ecosistem de inovare în zonele miniere
Eco-tehnologia de remediere și serviciul S1 au avut ca utilizatori finali unici, organizații (miniere). S-a constatat pe parcursul proiectului că livrarea unor astfel de tehnologii și servicii trebuie adaptată la nivelul de maturitate al sistemului de management de mediu al organizației. În cazul serviciilor S2-S5, care sunt toate legate de efectele la distanța a externalitaților negative ale industriei miniere, s-a ajuns în timpul proiectului la concluzia ca dezvoltarea și livrarea lor poate funcționa în cele mai multe situații socio-economice reale, numai în prezența unui al treilea tip de organizatii cu îndeplinirea funcției de scadere a costurilor de tranzacție, prin furnizarea de cunoștințe (modele matematice) despre procesele cuplate în spatele externalitaților negative și cunoastere despre aspecte operationale pentru proiectarea sistemului de monitorizare necesar funcționarii modelelor. Dincolo de aceste funcții de baza, rolul companiilor de consultanța va depinde și de maturitatea sistemului de management de mediu a clienților privați și instituționali. Figura 3 prezinta aceste elemente.
Figura 3

Schema generală a structurii unui ecosystem de inovare (Tsujimoto și colab., 2017) pentru ecologizarea industriei miniere prin acțiuni în cadrul organizațiilor și relația acestora cu receptorii de externalități negative.


Figura 4

Combinarea analizei ciclului de viaţă, a analizei multi-criteriale şi a programării matematice pentru a susţine performanţa durabilă în minerit. (Pimentel et al. 2016)


Figura 5

Dinamica indicatorilor prin care se estimează maturizarea sistemului de management al mediului pentru prevenirea și controlul externalităților negative într-o companie (Ormazabal et al. 2017).


Figura 6

Matrice cu scenarii de dezvoltare a unui complex socio-ecologic format din patru județe din centrul Transilvaniei(Nieto-Romero et al. 2016).


Figura 7

Distribuția Ag și Cu în substratul iazului de decantare Brăzeşti (sus) și harta ternară a Pb-Cu-Zn.


Figura 9

Distribuția Ag și Cu în substratul iazului de decantare Valea Mealu (sus) și harta ternară a Pb-Cu-Zn.


Figura 10

Localizarea profilurilor geoelectrice corelate cu punctele geochimice de prelevare.


Figura 11

Relația dintre pH și conductivitatea electrică în sol.


Figura 12

Exemplu de profil de tomografie electrică de rezistivitate și secțiunea aferentă acestui profil ce evidențiază variația pH-ului cu adâncimea folosind ecuații derivate din măsurători empirice și ipoteze teoretice.


Figure 13

Imagini microscopice ale materialului de pe iazul de decantare (NII , N+).


Figura 14

Relaţia dintre suprafaţa cumulată a tuturor tulpinilor şi crengilor la înălţimea pieptului şi vârsta arborilor de salcâm estimată prin vârsta maximă a unei tulpini sau crengi (iazul de la Valea Mealu, Certeju de Sus). Eterogenitatea mare indică existența unor diferențe eco-fiziologice controlate de substraturi și diferențe de management (tăierea ocazională a trunchiului principal conduce la dezvoltarea diferită a copacilor).

Experimente pe teren

Figura 15

Design experimental și imagini din experimental de teren.


Figura 16

Aspectul parcelelor experimentale după doi ani de dezvoltare a plantelor

Dispersia metalelor în luncile inundabile ale râurilor

Figura 15

Organizarea activităților pentru modelarea hidrologică la Valea Seşii.


Figura 16

Biplot plante stații de prelevare folosind factorii 1 și 2 extrași cu PCA.

Concluzii
A fost elaboratã o eco-tehnologie pentru remedierea iazurilor de decantare în stadiul 2 de dezvoltare și cinci servicii de mediu în stadiul 1 de dezvoltare. S-a creat o bazã solidã pentru dezvoltarea serviciilor la niveluri mai avansate prin conceperea unei metodologii de diagnosticare a stãrii de maturitate a sistemelor de management de mediu din cadrul organizațiilor relevante, precum și pentru identificarea barierei interne și externe a schimbãrii organizaționale și a cooperãrii. Soluția strategicã este crearea unui ecosistem de inovare alcãtuit din producãtorii de externalitãți negative, receptorii lor, organizațiile cu diverse roluri de consultanțã și alți deținãtori de interese relevanți. A fost utilizat acest cadru operațional pentru construirea unui nou proiect de cercetare și dezvoltare instituționalã care a fost aplicat cu succes într-o competiție nașionalã recentã. Noul proiect va valorifica bazele de date, organizarea pe teren și experimentele pe termen lung rezultate din proiectul TIMMAR și din alte proiecte din portofoliul nostru.